多晶体系中三维渗碳体棒的形态稳定性：相场分析
计算工程、金融与科学
2020-06-17 v1
摘要
伴随形状失稳的转变支配着微观结构中各相的形态构型与分布。由于微观结构对材料性能有影响，本文广泛分析了代表性多晶体系中三维棒的稳定性。采用一个恢复物理定律与尖锐界面关系并包含晶界扩散的多相场模型，以研究析出物的形态演化。此外，通过引入 TCFe8 (CALPHAD) 数据建立体积守恒化学平衡，并在 Allen-Cahn 框架下求解相场演化，确保了数值方法的效率。多相体系中棒的形态演化展现出一种独特的转变机制，其与孤立有限结构的演化显著不同。我们认识到，在多晶排布中，无论初始棒尺寸如何，形状改变都始于三岔晶界处能量最小化的事件。这一早期转变在结构的纵向端部产生特征形态，通过曲率差引入了充足的驱动力以促成后续形态变化。持续向端部的质量传输最终使棒断裂为分散实体，纠缠于晶界之中。随着棒长径比增大，识别出质量传输源（变为排卵位点）从中心偏移，这增加了碎裂事件的数量并引入卫星颗粒。本工作给出了支配多晶体系中棒形态演化的转变动力学与机制的全面理解。
引用
@article{arxiv.2006.09027,
title = {Morphological stability of three-dimensional cementite rods in polycrystalline system: A phase-field analysis},
author = {Tobias Mittnacht and Prince Gideon Kubendran Amos and Daniel Schneider and Britta Nestler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.09027},
year = {2020}
}